监视镜位置的方法和微光刻投射曝光设备的照明系统的制作方法_2

文档序号:9326154阅读:来源:国知局
法,利用下述步骤实现该目的。首先提供微光刻投 射曝光的照明系统,该照明系统包括镜,该镜布置为多镜阵列且能够借助于至少一个驱动 器来倾斜。接着,提供数字信息的第一项和数字信息的第二项。之后,该数字信息的第一项 转换成具有第一分辨率的第一模拟量。在这之后,该数字信息的第二项转换成具有第二分 辨率的第二模拟量,该第二分辨率大于该第一分辨率。最终,相加两个模拟量以产生总量, 总量至少间接施加于至少一个驱动器。依赖该方法,获得如下可能性,镜的驱动器能够用大 范围的值且利用高分辨率来驱动,而不用特别使用高质量数模转换器,该高质量数模转换 器实施昂贵且具有大范围的值和高分辨率两者。
[0029] 有利地,在上面的方法中,数字信息的第一项能够通过开环控制提供,而数字信息 的第二项能够通过闭环控制提供。由于开环控制已经将模拟总量粗略地放在期望工作点附 近,闭环控制可以被设计为具有高分辨率的精调。
[0030] 在该情况中,如果选择调节范围足够小,则附加有利的是闭环控制为线性调整系 统,因为线性调整系统能够设计为尤为简单且稳定。
[0031] 有利的是闭环控制可以在调整阶段和保持阶段不同地工作,使得例如过冲行为的 不同的带宽可以通过修改调整的参数来建立。
[0032] 在该方法的另一有利的变体中,首先,数字信息的第一项由所预先设置的倾斜镜 的额定倾斜角来提供。之后,数字信息的第一项通过开环控制提供为该额定倾斜角的函数。 此外,在方法的这个变体中,将总量至少间接施加到至少一个驱动器后,叠代驱动如下步 骤:测量镜的实际倾斜角;确定实际倾斜角和额定倾斜角之间的差;如果该差小于预先设 置的阈值,则终止该叠代;确定数字信息的第二项,作为该差的函数;将数字信息的第二项 转换成第二模拟量;相加两个模拟量来产生总量;将该总量施加到至少一个驱动器。因而, 在该方法中,借助于开环控制,获得实际倾斜角对额定倾斜角的粗略近似。在这之后,实际 倾斜角借助于数字信息的第二项的转换以高分辨率叠代近似到额定倾斜角,直到实际和额 定倾斜角之间的差落在阈值以下之时为止。因此,该方法使得能够设置实际倾斜角而不需 要不断运行控制环。实施期间,能够针对单个步骤选择其他次序。具体地,根据示范性实施 例,能够在不同时刻或在其他步骤之间附加地实现差和阈值之间的比较。此外,在该方法的 不同阶段中,阈值能够变化。
[0033] 在该叠代方法的有利的进一步发展中,叠代重复的最大次数被限制。通过该方式, 确保了例如如果驱动器发生故障,则退出该方法的叠代循环。
[0034] 根据上面方法的另一有利的进一步发展,有关镜的倾斜的信息能够通过图案识别 系统提供,该图案识别系统在总体图案中搜索一图案。在该情况中,图案识别系统限制为总 体图案的一子区域,作为数字信息的第一项的函数。由于将对图案的搜索限制到较小的子 区域的事实,图案识别系统的计算工作减少,从而能够更容易实现所述系统。
[0035] 根据另一方面,本发明的目的通过用于监视多镜阵列中的多个镜的镜位置的方法 来实现,其中,首先确定取样速率,以使通过测量系统测量的测量值提供有位于给定规范内 的变化。然而,取样则以N倍取样速率且相应地以增加的变化实现,选择该增加的变化以使 不再发生任何锯齿效应。最后,以N倍取样速率呈现的测量值通过进行平均来滤选,从而, 由此获得的经滤选值表现有给定规范内的变化。这样的方法的优势包括如下事实,由于测 量值的增加的取样速率,没有锯齿效应信号进入下游连接的系统,该下游连接的系统使测 量值经历进一步处理,且该测量值仍然表现有在该规范内的变化。由于调整系统中的锯齿 效应信号可能导致整个系统的不想要的振荡,这在调整系统中尤为有利。该发明构思的实 现可能不依赖于上面描述的双部分的数模转换,尽管为了有利的配置,旨在与已经描述的 驱动设备和方法的组合。
[0036] 在上面的过程中,有利地,根据尼奎斯特(Nyquist)定理确定N倍取样速率。尼奎 斯特定理阐述了模拟信号的最高发生频率必须以确保不发生锯齿效应的频率的至少两倍 的频率采样。
[0037] 本发明的另一方面涉及微光刻投射曝光设备的照明系统,该照明系统包括布置为 多镜阵列的多个镜,包括用于测量和调整镜的倾斜动作的测量和调整系统。根据本发明,测 量和调整系统配置为以随机时间间隔测量倾斜动作。以随机时间间隔测量测量值避免了数 字化期间发生锯齿效应信号。在该上下文中,"随机"意味着单个测量值之间的时间间隔一 定不关于模拟信号的发生频率周期重复。该发明构思也能够不依赖于两级数模转换来实 现。然而,具有两级数模转换的组合产生本发明的优选实施例。
[0038] 本发明的另一方面涉及用于微光刻投射曝光设备的照明系统,该照明系统包括布 置为多镜阵列且能够借助于至少一个驱动器倾斜的镜,以及包括该镜的驱动电子装置。针 对产生施加于镜的至少一个驱动器的电压的目的而言,驱动电子装置包括具有输入的积分 驱动器级和具有输出的微分级,该微分级的输出至少间接地连接到积分驱动器级的输入。 这使得可以驱动积分驱动器级,相比传统驱动器级,该积分驱动器级表现出减小的空间需 求和减小的功率损耗,经由该微分级,信号能够施加到传统驱动器级。结果,驱动电子装置 的其他电路部分可以被保留。
[0039] 在特定用途集成电路中实施的积分驱动器级优选需要小于驱动镜的面积的50% 的面积需求。结果,由于驱动器的过多的空间需求,能够以每镜至少两个驱动器驱动而没有 使信号传播时间不同的负担。
[0040] 由于其有效的工作模式,上述的全部方法或设备尤其适于监视并驱动至少1000 个优选4000个镜的镜位置。
【附图说明】
[0041] 从参照附图的示范性实施例的下面的描述中,本发明的进一步的特征和优势将变 得明显,其中:
[0042] 图1是根据本发明的经过具有微镜阵列的微光刻投射曝光设备的照明系统的简 化子午截面图;
[0043] 图2是具有若干镜的照明系统的多镜阵列的简化立体图;
[0044] 图3是示出照明系统的各种部件是如何相互作用以便驱动多镜阵列的单个镜的 镜位置的尚度不意图;
[0045] 图4是具有镜且与静电式驱动器相关联的镜单元的简化立体图,以及具有数模转 换器单元和驱动器的功率电子装置的示意电路图,静电式驱动器经由该功率电子装置驱 动;
[0046] 图5是根据本发明的借助于具有粗数模转换器和精数模转换器的双部分数模转 换器对单个镜单元的驱动进行控制和调整图示;
[0047] 图6是用下游连接的信号处理级监视镜位置的示意图;
[0048] 图7是另一示范性实施例的示意图,其中功率电子装置的粗数模转换器和精数模 转换器提供有数字信息的公共项;
[0049] 图8是在功率电子装置中使用的驱动器的示意图;
[0050] 图9是驱动器的工作模式的框图;
[0051] 图10是根据当前技术的驱动器的电路图和可行实施布局;
[0052] 图11是根据本发明的驱动器的电路图和可行实施布局,该驱动器使用微分级和 积分驱动器级。
【具体实施方式】
[0053] 照明系统
[0054] 图1示出微光刻投射曝光设备的照明系统10的极简化子午截面图。照明系统10 用于使用投射光照明掩模12,该掩模12载有要成像的光刻结构。接着,投射物镜(未示出) 通常以缩小尺寸将被照明的结构投射到涂覆有光致抗蚀剂的晶片上。
[0055] 就此而言决定性地影响微光刻投射曝光设备的成像特性的重要因素是投射光的 角度分布。这理解为意味着入射到一掩模点的光的总强度的分布,该光以不同入射角打到 该掩模点上。具体地,期望投射光的角度分布适于要照明的结构的类型,以便获得尽可能最 佳的成像。
[0056] 为了该目的,照明系统10在其光束路径中包括多个光学部件,在图1中,该多个光 学部件仅以简化方式再现或完全未再现。
[0057] 激光器14或另一光源产生的投射光首先由第一光学元件16延展并经由平面镜18 引导到微镜阵列20上。平面镜18主要用于保持照明系统10的外部尺寸紧凑。
[0058] 进一步跟随光学路径,投射光打到所谓多镜阵列22上,下面将参照图2更具体地 阐述该多镜阵列22。多镜阵列22包括多个微镜24,该多个微镜24优选能够单独倾斜。为 此,位于上游的微镜阵列20将投射光的单个局部光束引导到微镜24上。
[0059] 单个微镜24能够倾斜,使得投射光的局部光束经由第二光学元件28在可自由选 择的位置经过光瞳平面30。靠近该光瞳平面30布置的蝇眼积分器32在光瞳平面30中产 生多个二次光源,该多个二次光源经由第三光学元件34均匀照明中间场平面36,在中间场 平面36中布置有可调整光阑元件38。为此,第三光学元件34产生光瞳平面30中的角度与 中间场平面36中的位置之间的对应。中间场平面36通过物镜40投射到掩模平面上,在掩 模平面中布置有掩模12。因而,光瞳平面30中的强度分布不仅确定中间场平面36中的照 明角分布而且也确定掩模平面中的照明角分布。
[0060] 作为多镜阵列22的单个微镜24的不同的倾斜动作的结果,因而可以非常灵活地 设置投射光的不同角度分布。给定微镜24的适当驱动,甚至能够在曝光期间改变角度分 布。
[0061] 多镜阵列
[0062] 图2示出多镜阵列22的简化立体图,其中单个微镜24为平面并具有正方形的轮 廓。
[0063] 为了将入射的局部光束引导到光瞳平面30中的任意位置,该入射的局部光束通 过在光束路径中在前的微镜阵列20的透镜产生,安装每个微镜24以使其能够关于两个倾 斜轴X和y倾斜。关于倾斜轴X、y的实际倾
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